《超強靜電場下氙原子能級結構的強外場效應》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由曹更玉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超強靜電場下氙原子能級結構的強外場效應
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹更玉
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
極端條件下（如強外場中）的原子結構是原子物理學經典而重要的研究課題之一。超短強雷射脈衝能形成超強的瞬態交變電磁場，原子與其作用時有豐富的動力學行為。而在室驗條件下由於電場極板間距的限制，形成的靜電場強度遠遠小於一個原子單位，原子的強外靜場效應尚不清楚。本項目基於實驗室現有的極低溫超高真空掃描隧道顯微鏡，利用STM探針與襯底構造一個超強的靜電場，由於探針與襯底之間的距離達到納米量級，電場強度可以達到10^8V/m量級；處於探針和襯底之間的單個氙原子在強場下能態結構發生急劇改變，其強場效應在0-10eV能量範圍內由採用精密鎖相放大技術的掃描隧道譜記錄下來；在極低溫條件下（＜1K）獲得解析度優於0.2meV的原子結構。為避免氙原子與金屬表面的電荷轉移，採用金屬上覆蓋可隧穿的超薄氯化鉀絕緣層的襯底。本申請利用STM探針獨特的強電場環境測量單個氙原子掃描隧道譜將首次直接揭示原子的強靜電場效應。
結題摘要
本項目利用超高真空-極低溫掃描隧道顯微鏡研究了 Xe原子在表面上的吸附及電子性質。通過納米級間距的掃描探針與表面之間施加電壓構築108V/m量級的靜電場，研究了在該靜電場中的原子能級結構。發現在液氦溫度下，Xe原子會在Cu(100)表面上排列成晶格常數為0.39nm的六角密堆積結構；通過研究Xe原子STS譜，我們發現在Cu(100)表面會由於有庫倫阻塞效應而導致的費米能級附近的峰，而在Ag(111)表面則沒有。
